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可以有能力分别对音频、视频和数据进行处理,并且能够进行全双工的媒体转换。
也可以播放一些音频/视频信号,执行一些IVR功能,甚至具有提供媒体会议的能力。
●媒体网关控制器(MGC):
负责对相关于MG内媒体信道连接控制的呼叫状态进行维护。
●多点控制单元(MCU):
控制多方会议(通常会包含对音频、视频和数据的处理)的建立和协调的实体。
●流(Stream):
作为呼叫或者会议的一部分,而被媒体网关发送/接收的双向媒体或控制流。
2.连接模型
协议的连接模型描述了能够被MGC所控制,位于MG内的逻辑实体或对象。
连接模型的主要抽象是终端(Termination)和关联(Context)。
图4-3是对连接模型的一个图形化抽象表示:
图4-1H.248/MEGACO协议连接模型示意图
在H.248/Megaco定义的连接模型中,包括关联和终端两个实体。
一个关联中至少要包含一个终端,否则此关联将被删除。
同时一个终端在任一时刻也只能属于一个关联。
(2)关联(Context)
关联描述一个终端集内部的关联关系,当一个关联涉及多个终端时,关联将描述这些终端所组成的拓扑结构以及媒体混合交换的参数。
NULL关联为特殊关联,用于容纳当前不与任何其它终端处于关联状态的终端。
当终端处于NULL关联中时,允许对其进行参数查询、修改,请求事件检测等操作。
关联所允许包含的最大终端数目是个依赖于媒体网关实现的属性。
关联的属性主要包括:
●ContextID,32bits,在网关范围内唯一标识一个关联。
特殊关联ID表示如表4-1:
表4-1特殊关联编码对照图
关联
二进制编码表示
文本编码表示
NULL关联
‘-’
CHOOSE关联
0xFFFFFFFE
‘$’
ALL关联
0xFFFFFFFF
‘*’
●拓扑,用于描述一个关联内部终端之间的媒体流向。
终端也存在一个称之为MODE的属性,用于描述媒体的流向,但它描述的是相对于关联外部的流向。
●优先级,标识媒体网关对关联处理的优先级。
取值范围为0到15,取值越小优先级越大。
●紧急指示,用于在某些紧急情况下指示网关进行优先处理。
(3)终端(Termination)
终端是位于媒体网关中的一个逻辑实体,可以发送/接收媒体和(或)控制流。
终端特征通过属性来描述,这些属性被组合成描述符在命令中携带。
终端被创建时,媒体网关会为其分配一个唯一标识。
终端通常可分为两类,一类是半永久终端,用来表示物理实体。
例如TDM信道,只要这个TDM信道在媒体网关中被配置,就一直存在,只有当配置信息被删除时,与之对应的终端才会消失。
另一类称为临时终端,代表临时性的信息流,例如RTP流,当需要时创建,使用完毕后就删除。
临时终端通过ADD命令创建,通过SUBTRACT命令清除。
与此不同,当一个半永久终端被加入一个特定关联时,它是从NULL关联中获取,而当从特定关联中删除时,它又被返回到NULL关联。
●终端属性,可以创建新的终端或者修改已存在终端的属性。
●终端ID,对不同的终端通过终端ID来引用,终端ID是由MG自己设置的。
终端ID有两种通配方式:
“ALL”和“CHOOSE”。
●包,不同类型网关的终端可能具有不同的特性。
为了获取媒体网关/媒体网关控制器之间良好的互操作性,将终端的可选属性组合成包,通常终端实现这些包的一个子集。
●终端属性和描述符,终端拥有属性,属性拥有唯一的属性ID。
●ROOT终端,通常用来表示媒体网关本身,允许在ROOT终端上定义包,也可以拥有属性、事件、信号、统计和参数。
ROOT终端可以出现在Modify、Notify、AuditValue、AuditCapability、ServiceChange命令中,其它任何对ROOT终端的使用都是种错误。
●命令,协议提供了命令以操作连接模型的逻辑实体:
关联和终端。
大多数命令由媒体网关控制器发起,媒体网关作为响应方。
比较特殊的是Notify和ServiceChange两个命令,前者从媒体网关发往媒体网关控制器,后者则可以双向传递。
命令含义请参考后面的命令解释部分内容。
●描述符,命令的参数表现为描述符,描述符包括一个名字和一个由子项构成的列表。
描述符可以作为命令的输出在响应中返回,这些返回的描述符,如果不存在任何内容,则用只包含描述符名和空子项列表来表示。
4.2.2消息结构
消息是H.248协议发送的一个信息单元。
消息可以二进制格式和文本格式编码。
●采用二进制编码时,使用ITU-TX.680(ASN.1)定义的规范描述,使用X.690定义的BER规则编码;
●采用文本方式编码时,遵循RFC2234ABNF规范。
MGC必须支持两种编码格式,MG可能支持其中任何一种或两种方式。
H.248消息都有相同的结构,一个H.248消息的结构如图4-4所示。
图4-1H.248消息结构
一个H.248消息(Message)包含多个事务交互(Transaction),消息中的事务交互之间没有关系,可以单独处理;
一个事务交互由多个动作(Action)构成,动作对应关联(Context);
动作由一系列局限于一个关联的命令(Command)组成。
由此,H.248消息构成机制如图4-5所示。
图4-2消息构成机制
2.消息(Message)
H.248协议发送或接受的信息单元称为消息,消息从消息头(Header)开始,后面是若干个事务交互。
消息头中包含消息标识符(MID,MessageIdentifier)和版本字段:
●MID用于标识消息的发送者,可以是域地址、域名或设备名,一般采用域名。
●版本字段用于标识消息遵守的协议版本。
版本字段有1位或2位数,目前版本为1。
消息内的事务交互是相互独立的,当多个被独立处理时,消息没有规定处理的先后次序。
3.事务交互(Transaction)
MGC和MG之间的一组命令构成事务交互,事务交互由TransactionID进行标识。
事务交互包含一个或多个动作,一个动作由一系列局限于一个关联的命令组成。
一个事务交互从“事务头部”(TransHdr)开始。
在TransHdr中包含TransactionID。
TransactionID由事务交互的发送者指定,在发送者范围内是唯一的。
TransHdr后面是该事务交互的若干动作,这些动作必须顺序执行。
若某动作中的一个命令执行失败,该事务交互中以后的命令将终止执行(Optional命令除外)。
引入事务交互的一个重要功能是可以保证命令的顺序执行。
当命令标记为“Optional”(可选命令),该命令可以越过一个命令执行失败而导致以后命令终止执行的限制,即如果可选命令执行不成功,其后的命令可以继续执行。
事务交互包括请求和响应两种类型,而响应也有两种:
TransactionReply和TransactionPending。
●TransactionRequest
每个TransactionRequest请求激发一个事务交互。
一个事务交互包含一个到多个动作,每个动作包含与同一个关联(Context)相关的一个到多个命令。
TransactionRequest结构如下:
●TransactionReply
TransactionReply是事务交互接收者对TransactionRequest的一种响应,表明接收者完成该TransactionRequest命令执行,对每个事务交互都应有一个Reply响应。
有两种情况表明一个TransactionRequest执行完成:
(1)TransactionRequest中的所有命令成功执行完毕;
(2)TransactionRequest中的一个非可选命令执行失败。
TransactionReply结构如下:
●TransactionPending
TransactionPending由接收者发送,指示事务交互正在处理,但仍然没有完成。
当命令处理时间较长时,可以防止发送者重发事务交互请求。
TransactionPending结构如下:
可见,事务交互表现为TransactionRequest,对TransactionRequest接收者必须响应一个TransactionReply,在此之前可能由许多TransactionPending响应。
H.248协议支持事务交互参见表4-2。
表4-1H.248事务交互(Transaction)
事务交互
说明
MGWCommunicationUp
MGC与MGW通信恢复后,MGW上报的消息
MGWOutOfService
MGW出现故障时,上报MGC,表示MGW离开服务
MGWRestoration
MGW从故障中恢复后,MGW上报的恢复消息
MGWRegister
系统上电后,MGW主动发送注册消息给MGC,请求注册。
只有MGW成功注册,MGC才可以使用MGW的资源
MGWRe-Register
在一些情况下,如MGC切换时,MGC可以要求MGW重新注册
(G)MSCServerOrderedRe-Register
(G)MSCServer请求MGW重新注册,MGW收到命令后,发起定义的事务交互
(G)MSCServerRestoration
(G)MSCServer从故障中恢复后,(G)MSCServer发送该消息给MGW
TerminationOutOfService
终端出现故障时,MGW发送该消息给MGC,以便MGC不再使用该资源
TerminationRestoration
当终端从故障中恢复,MGW发送该消息,通知MGC更新资源状态
AuditValue
审计请求终端资源的各种属性的当前值
AuditCapability
审计请求终端资源的各种属性的能力集合
MGWCapabilityChange
由于故障或OMC配置改变MGW时,MGW使用该事务交互通知MGC,以便MGC更新MGW的能力状态
(G)MSCServerOutOfService
当(G)MSCServer出现故障时,通知MGW
ChangeThroughConnection
改变终端的MODE属性。
该操作可用于控制媒体流程的方向,包括向前、向后、双向和隔离
ChangeFlowDirection
通过修改终端之间的拓扑参数,控制终端之间的媒体流方向
IsolateBearerTermination
把一个终端从其他终端的媒体流关系中孤立出来,不与任何一个终端发生媒体流关系
JoinBearerTermination
在存在的关联中加入一个终端
EstablishBearer
建立MGW之间的承载。
该操作包括申请终端资源和到目的MGW的承载
PrepareBearer
从MGW申请终端资源,该操作在建立承载之前。
它可能导致产生一个新的关联
ActivateInterworkingFunction
激活MGW上的IWF功能
ReleaseBearer
释放MGW之间的承载,该操作不释放终端资源
ReleaseTermination
释放终端资源
BearerReleased
MGW上报的承载释放完成事件。
该事件由MGC请求
BearerEstablished
MGW上报的承载创建完成事件。
SendTone
送音操作。
呼叫时,MGC请求终端向某一方向送一个音,如回铃音、忙音等
PlayAnnouncement
智能业务、补充业务等应用中播放通知音
SendDTMF
送DTMF音
DetectDTMF
请求MGW检测DTMF音
ReportDTMF
MGW向MGC上报检测DTMF音完成
AnnouncementCompleted
MGW上报通知音播放完成
ActivateVoiceProcessingFunction
激活语音处理功能,包括EC、预留电路资源等
TunnelInformationUp
MGW向MGC上报IPBCP帧,MGC通过隧道把它送给对端MGW
TunnelInformationDown
MGC把其它MGC送来的IPBCP消息发给MGW
ToneCompleted
MGW上报完成播放音事件
StopAnnouncement
MGC请求MGW停止送通知音
StopTone
MGC请求MGW停止送音
StopDTMF
MGC请求MGW停止送DTMF音
StopDTMFDetection
MGC请求MGW停止DTMF检测
ConfirmChar
MGC请求MGW确认保留的资源
ModifyChar
MGC修改以前保留在MGW上的资源
ReserveChar
MGC保留MGW上的资源
BearerModified
承载修改完成事件
BearerModificationFailed
承载修改故障事件
TFOActivation
MGC激活MGW的TFO功能
OptimalCodecandDistantListNotify
MGW上报TFO时Codec协商的Codec列表。
CodecModify
MGW上报Codec修改结果
DistantCodecList
MGW上报远端Codec协商结果
CommandRejected
当MGW从MGC检测到不合法或不可执行的命令,MGW返回拒绝的命令
ModifyBearerCharacteristics
MGC请求修改承载资源
4.动作(Action)
动作与关联(Context)是密切相关的,它由一系列局限于一个关联的命令组成。
动作由ContextID进行标识。
在一个动作内,命令需要顺序执行。
一个动作从关联头部(CtxHdr)开始,在CtxHdr包含ContextID,用于标识该动作对应的关联。
ContextID由MG指定,在MG范围内是唯一的。
MGC必须在以后的与此关联相关的事务交互中使用ContextID。
在CtxHdr后面是若干命令,这些命令都与ContextID标识的关联相关。
5.命令(CMD)
命令是H.248消息的主要内容,实现对关联和终端属性的控制,包括指定终端报告的事件什么信号和动作可施加于终端,以及指定关联的拓扑结构等。
命令由命令头部(CMDHdr)与命令参数构成,在H.248协议中,命令参数被组织成“描述符”(Descriptor)。
H.248协议定义了八个命令,其中“Notify”是由MG发给MGC,“ServiceChange”可由MG或MGC发送,其它命令都是由MGC发给MG。
H.248命令参见表4-3。
表4-1H.248命令
命令
发送方向
含义
Add
MGC→MG
增加一个终端到一个关联中,当不指明ContextID时,将生成一个关联,然后加入终端
Modify
修改一个终端的属性、事件和信号参数
Subtract
从一个关联中删除一个终端,同时返回终端的统计状态。
如关联中再没有其它的终端将删除此关联
Move
将一个终端从一个关联移到另一个关联
AuditValue
返回终端特性的当前状态
AuditCapabilities
返回终端特性的能力集
Notify
MG→MGC
MG将检测到的事件通知给MGC
ServiceChange
MGC↔MG
MG向MGC通知一个或者多个终端将要脱离或者加入业务,也可以用于MG注册到MGC,表示可用性,以及MGC的挂起和MGC的主备转换通知等
6.描述符(Descriptor)
命令的相关参数被组织成描述符,描述符包含名字和许多列表项,一些命令共享通用的描述符。
通常,描述符的文本格式形式如下:
H.248协议定义了18种描述符,参见表4-4。
表4-1描述符
描述符名称
Modem
标识Modem类型和属性
Mux
描述多媒体终端(H.221,H.223,H.225.0)的复用类型和终端输入队列复用
Media
媒体流规格的列表
TerminationState
不特定于流的终端属性(可在包中定义)
Stream
单个流的Local/Remote/LocalControl描述符的列表
Local
MG接收的流相关的属性
Remote
MG发送的流相关的属性
Localcontrol
描述MGC和MG之间的属性
Events
MGC要求MG检测及报告的事件列表
EventBuffer
MGC要求MG在EventBufferControl为LockStep时,检测及缓冲的事件列表
Signals
描述应用于终端的信号和(或)活动(如回铃音)
Audit
描述哪些信息需要审计
ServiceChange的活动和原因
DigitMap
指示如何在MG中处理号码匹配的拨号方案
Statistics
Subtract和Audit命令中,终端保持的统计数据的报告
Packages
审记时,返回终端识别的包的列表
ObservedEvents
“Notify”上报检测到的事件
Topology
描述Context内各终端间的流的方向,用于Context而不是Termination
4.3信令流程
下面对H.248协议的基本过程进行示例性说明,只是介绍了协议应用的一个典型的情况。
画出的呼叫流程图仅仅是对媒体网关和媒体网关控制器之间交互的一种抽象表示,并没有考虑任何的时间刻度之类的问题。
示例所选取的是一个建立在两个住宅网关之间的呼叫。
用户A和用户B分别连接在两个住宅网关RGW1和RGW2上,并且这两个住宅网关受同一个媒体网关控制器所控制。
示例仅介绍成功呼叫的情况,并且作了媒体网关已经完成向媒体网关控制器注册的假设。
流程分为两个过程来介绍,分别为呼叫建立过程和呼叫拆除过程。
1.呼叫建立流程
H.248呼叫建立流程如图4-6所示。
图4-1呼叫建立过程
(2)媒体网关控制器向两个网关发送Modify消息,检测终端的摘机事件。
(3)假设用户A先摘机,网关RGW1检测到后,发送Notify消息给媒体网关控制器,携带相应的事件信息和检出时戳。
媒体网关控制器返回响应消息应答。
(4)媒体网关控制器发送Modify命令给RGW1。
指示RGW1向用户A送拨号音。
RGW向用户侧送拨号音,同时返回应答消息。
(5)当用户A听到拨号音之后,就开始拨号。
(6)媒体网关控制器在接收到RGW1的Notify消息之后,开始对拨号串进行分析。
假设被叫用户连接在住宅网关RGW2,这个网关被同一个媒体网关控制器所管理。
媒体网关控制器为RGW1创建一个新关联,并且将物理终端TermA添加到其中。
如果用户B正处于空闲状态,给用户A播放回铃音,同时创建一个临时终端并将该终端加入所创建的同一关联。
临时终端的连接域IP地址、媒体域端口号未指定。
RGW1创建一个ID为1的关联。
物理终端TermA被添加到关联中。
同时,创建临时终端EphA,为其分配IP地址和端口号,之后RGW1返回相应的响应,在响应中指示所使用的IP地址和端口号。
(7)媒体网关控制器向住宅网关RGW2发送一个类似的事务。
网关RGW2首先创建一个ID为2的关联,然后将物理终端TermB添加到这个关联,同时创建临时终端EphB,返回响应消息。
(8)用户B摘机,网关RGW2通过Notify命令请求将这个事件报告给媒体网关控制器,媒体网关控制器也返回一个Notify响应。
(9)媒体网关控制器向RGW1发送一个消息以停止向用户A送回铃音,并且设置临时终端EphA的远端SDP信息。
两个终端的模式都被修改为SendRecv(之前都是以RecvOnly模式创建的)。
RGW1返回响应消息,指示操作成功。
(10)媒体网关控制器给RGW2发送一个事务,指示停止终端TermB上的振铃音。
网关RGW2处理完毕之后,返回一个应答。
(11)两用户进入通话阶段。
一旦呼叫被主叫方或被叫方终止,另一方将听到忙音。
2.呼叫拆除流程
图4-7是呼叫拆除部分的流程。
图4-1呼叫拆除过程
(2)假设由主叫用户A挂机终止呼叫。
RGW1向媒体网关控制器发送Notify消息,报告这一事件。
媒体网关控制器返回一个Notify命令响应消息。
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